DE102005010246A1

DE102005010246A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Übertragung von Normalformen von Verkehrsstörungen zum Zwecke zeitabhängiger Navigation

Info

Publication number: DE102005010246A1
Application number: DE102005010246A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr. rer. nat. Fastenrath
Original assignee: Deutsche Telekom AG
Current assignee: Deutsche Telekom AG
Priority date: 2005-03-05
Filing date: 2005-03-05
Publication date: 2006-09-07
Also published as: ATE507547T1; WO2006094568A1; EP1859427B1; DE502006009394D1; EP1859427A1; ES2365405T3

Abstract

Bei der Erfindung handelt es sich im Wesentlichen um ein Verfahren zur Übertragung von Informationen an Endgeräte, die Verkehrsstörungen beschreiben, das die folgenden Schritte umfasst: In einem ersten Schritt werden Informationen codiert, die die Verkehrsstörung im Weg-Zeit-Diagramm beschreiben, wobei das Weg-Zeit-Diagramm nicht rechteckig ist. Die so codierten Informationen werden an das Endgerät übertragen, das die Informationen dann wieder decodiert. Das Endgerät bestimmt das Weg-Zeit-Diagramm und berechnet eine mögliche Verkehrsstörung auf der Basis des Weg-Zeit-Diagramms. Auf der Basis der erfassten Informationen des Endgerätes, bei dem es sich vorzugsweise um ein Navigationsgerät handelt, wie Uhrzeit, Position und Geschwindigkeit, kann berechnet werden, ob die Verkehrsstörung Einfluss auf die Fahrzeit hat, um dann ggf. eine Alternativroute zu bestimmen oder die erwartete Ankunftszeit neu zu berechnen. Bei den übertragenen Weg-Zeit-Diagrammen handelt es sich im Wesentlichen um Dreiecke oder Parallelogramme.

Description

Gebiet der Erfindung:
Bei der Erfindung handelt es sich im Wesentlichen um ein Verfahren zur Übertragung von Verkehrsinformationen an Endgeräte.

Statische Navigationssysteme für den Individualverkehr werden heute häufig ergänzt durch Komponenten zum Empfang und zur Verarbeitung aktueller Verkehrsmeldungen und werden dadurch zu dynamischen Navigationssystemen. Navigation in Straßennetzen ist ein intrinsisch zeitabhängiges Problem: Orte entlang der Route werden zu unterschiedlichen Zeitpunkten erreicht, daher sollte für Zusatzinformationen, die dynamisch dem Straßennetz hinzugefügt werden, bekannt sein, ob sie auch zu dem Zeitpunkt gültig sind, zu dem das betreffende Fahrzeug den betreffenden Ort voraussichtlich erreichen wird. Daher wird heute Verkehrsmeldungen, soweit bekannt, eine Gültigkeitsdauer beigefügt. Die aus Gültigkeitsdauer und betroffenem Abschnitt resultierende Beschreibung der Verkehrsbehinderung ist ein rechteckiges Objekt in einem Weg-Zeit-Diagramm (1). Das in der Routenplanung zu berücksichtigende Hindernis ist also aus der Sicht des Endgeräts entweder vorhanden oder nicht – und wenn es vorhanden ist, dann in voller Länge.

Reale Verkehrsstörungen stellen sich anders dar. Sie wachsen oder schrumpfen und ändern ihre innere Struktur. Dies nahm in jüngster Zeit das TMC Forum zum Anlass, Wachstumsgeschwindigkeiten als zu übertragende Informationselemente zu standardisieren. Dies wirft jedoch aus Sicht des Endgerätes neue Fragen auf: Zu welcher Zeit war die Länge gültig, die zusammen mit der Wachstumsgeschwindigkeit den weiteren Verlauf angibt? Wie lange bleibt die Wachstumsgeschwindigkeit gültig? Ist die vorgenommene Diskretisierung in Schritten von 10km/h ausreichend?

Weniger subtile Lösungsansätze vertrauen auf häufige Änderungsmeldungen – diese ermöglichen es dem Endgerät jedoch nicht, die weitere Entwicklung vorherzusehen und angemessen bei der Routenberechnung zu berücksichtigen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die eine dynamische Zeitbetrachtung der Stausituation ermöglichen, ohne dass permanent Daten über die Stausituation übertragen werden müssen.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindungen mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im Wesentlichen handelt es sich um ein Verfahren zur Übertragung von Informationen zur Beschreibung von Verkehrsstörungen an Endgeräte, das die folgenden Schritte umfasst.

In einem ersten Schritt werden Informationen codiert, die die Verkehrstörung im Weg-Zeit-Diagramm beschreiben, wobei die Verkehrsstörung im Weg-Zeit-Diagramm in der Regel nicht rechteckig ist. Die so codierten Informationen werden an das Endgerät übertragen, das die Informationen dann wieder decodiert. Das Endgerät bestimmt das Weg-Zeit-Diagramm und berechnet eine mögliche Verkehrsstörung auf der Basis des Weg-Zeit-Diagramms. Auf der Basis der erfassten Informationen des Endgerätes, bei dem es sich vorzugsweise um ein Navigationsgerät handelt, wie Uhrzeit, Position und Geschwindigkeit, kann berechnet werden, ob die Verkehrsstörung Einfluss auf die Fahrzeit hat, um dann ggf. eine Alternativroute zu bestimmen oder die erwartete Ankunftszeit neu zu berechnen. Bei den übertragenen Weg-Zeit-Diagrammen handelt es sich im Wesentlichen um eine kleine Anzahl von Grundformen, die auch zu komplexeren Formen zusammengesetzt werden können.

Die vorgeschlagene Lösung des Problems beruht auf der Erkenntnis aus der Verkehrswissenschaft, dass es nur wenige Grundtypen von Verkehrsstörungen gibt, die charakteristische Formen im Weg-Zeit-Diagramm haben.

Ein wichtiger Störungstyp entsteht an Engstellen (z. B. Zuflüssen, Baustellen, Spurverengungen etc.) und bleibt ortsfest, d. h. der Stauanfang haftet an der Engstelle (Ein Beispiel ist beigefügt als 2). Solange der Zufluss die Kapazität der Engstelle übersteigt, wächst der Stau, d. h. das Stauende wandert stromaufwärts. Sobald der Zufluss nachlässt und die Kapazität der Engstelle unterschreitet, schrumpft der Stau dadurch, dass das Stauende stromabwärts wandert, bis es auf den Stauanfang trifft und der Stau sich vollständig aufgelöst hat. In einem Weg-Zeit-Diagramm ist der Störungstyp I dreieckig, d. h. er lässt sich durch die Anzahl Ecken (n=3) und deren Koordinaten vollständig beschreiben.

Der zweite Grundtyp ist der „breite, sich bewegende Stau" („wide moving jam"). Er löst sich aus einem bereits gestörten Gebiet ab und bewegt sich über lange Zeit mit konstanter Länge stromaufwärts (Ein Beispiel ist beigefügt als 3). Da am Stauende die Ursache für diesen Typ nicht mehr erkennbar ist, bezeichnet man ihn landläufig auch als „Stau aus dem Nichts". In einem Weg-Zeit-Diagramm ist der Störungstyp II ein Parallelogramm, d. h. er lässt sich durch die Anzahl Ecken (n=4) und deren Koordinaten vollständig beschreiben.

Die Unterscheidung dieser Grundtypen und die Berechnung der Koordinaten der Eckpunkte ist möglich durch bekannte verkehrstechnische Verfahren, wie z. B. beschrieben in EP 97 953 622.4 , EP 0 884 708 A2 , DE 199 35 770 A1 , DE 199 35 769 A1 . Diese Verfahren ermöglichen es, Abschätzungen zu treffen, die unvollständige Informationen vervollständigen.

Die Anzahl und Koordinaten der Eckpunkte ermöglichen es dem empfangenden Endgerät, die Form der Störung im Weg-Zeit-Diagramm zu rekonstruieren und zu jedem, auch und insbesondere in der Zukunft liegenden Zeitpunkt den korrekten Streckenwiderstand für die betroffene Strecke anzusetzen.

Änderungsmeldungen sind nicht mehr erforderlich, wenn die Länge der Störung sich ändert, sondern erst, wenn neue Erkenntnisse über deren Form vorliegen, was wesentlich seltener der Fall ist. Dies schont die zur Verfügung stehende Bandbreite.

Komplexere Formen können durch Überlagerung der Grundformen zusammengesetzt werden. Auch kann die Grundform unmittelbar codiert werden, so dass die Bestimmung der Form über die Koordinaten nicht mehr notwendig ist. Dies kann bei komplexen Grundformen von Vorteil sein.

Die Zeitpunkte der Entstehung, der Übertragung oder der Gültigkeit einer Meldung mit bestimmter Länge werden irrelevant und brauchen daher entlang der Übertragungskette nicht mehr ermittelt oder berücksichtigt werden, da eine Grundform im Weg-Zeit-Diagramm ein statisches Gebilde ist. Egal, zu welchem Zeitpunkt die Meldung generiert oder übertragen wird, das Endgerät kann sie auf jeden Fall korrekt interpretieren.

Die Angabe der räumlichen Koordinaten kann im TMC-Kanal durch die primary und secondary Locations und Abstände zu diesen Locations, z. B. in Metern, erfolgen. Als zusätzliches Merkmal kann einer Grundform mit Anzahl und Koordinaten der Eckpunkte der voraussichtliche Verlauf der Reisezeit während der Lebensdauer der Störung hinzugefügt werden.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Figuren schematisch dargestellt sind. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche Elemente. Im Einzelnen zeigen:
1 eine Verkehrsmeldung mit Gültigkeitsdauer, wie sie bisher aus dem Stand der Technik bekannt ist;
2 eine dreieckige Grundform, die einen Stau beschreibt;
3 ein Parallelogramm, das einen „Wide Moving Jam" beschreibt.
Die 1 zeigt eine Verkehrsmeldung im Zeit-Weg-Diagramm, der keinerlei Dynamik zu entnehmen ist. Diesem Diagramm ist lediglich zu entnehmen, in welchem Abschnitt einer Straße zu welcher Zeit mit einer Verkehrsbeeinträchtigung zu rechnen ist.
Die 2 zeigt hingegen eine Stauform, die z. B. bei einer Verengung der Spur oder einem anderen Hindernis auftritt. Hierbei ist deutlich zu erkennen, dass Fahrzeuge am Anfang des Staus bei Km 335 nur mit einer geringe Wartezeit rechnen müssen, wohingegen Fahrzeuge bei Km 345 zu einem späteren Zeitpunkt mit einer größeren Wartezeit zu rechnen haben.
Die 3 zeigt eine Stauform eines sich „sich bewegenden breiten Staus", der sich nach einer gewissen Zeit auflöst und der sich in Form eines Parallelogramms darstellen lässt. Aufgrund des Umstandes, dass sich der Stau nach einer gewissen Zeit auflöst, ist die absolute Stauzeit nahezu zu jedem Kilometer gleich, wobei sich jedoch die Lage als Funktion der Zeit ändert.
Überlagerungen der Grundformen sind denkbar, z.B. ein Stau mit seiner Grundform des Dreiecks, der aufgrund der Beseitigung des Staugrundes dann in ein Parallelogramm überführt wird, ein „wide moving jam", der sich in der dreieckigen Grundform auflöst. Darüber hinaus sind beliebige andere Kombinationen denkbar. Die Allgemeinheit ist durch die Grundformen in keiner Weise eingeschränkt, da sich jeder Polygonzug im (x,t)-Diagramm in Dreiecke zerlegen lässt. Dies ist sogar bereits beim verkehrstechnisch motivierten Parallelogramm („wide moving jam") der Fall.
Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abwandlungen und Weiterbildungen der beschriebenen Ausführungsbeispiele verwirklichbar, ohne dass die Ausführungsbeispiele eine Einschränkung des Schutzumfanges darstellen sollen.

Claims

Verfahren zur Übertragung von Informationen an Endgeräte zur Beschreibung von Verkehrsstörungen, umfassend die Schritte: – Codierung der Informationen, die die Verkehrstörung im Weg-Zeit-Diagramm beschreiben, wobei das Weg-Zeit-Diagramm nicht rechteckig ist, – Übertragung der codierten Informationen, – Empfang der codierten Informationen, durch das Endgerät, – Rekonstruktion des Weg-Zeit-Diagramms und Berechnung einer möglichen Verkehrsstörung auf der Basis des Weg-Zeit-Diagramms.
Das Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die übertragenen Formen im Weg-Zeit-Diagramm eines oder mehrere aus der folgenden Menge sind: Dreiecke, Parallelogramme.
Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf der Basis des Weg-Zeit-Diagramms durch das Endgerät der Streckenwiderstand berechnet wird.
Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei aus den codierten Informationen die Koordinaten der Eckpunkte der Grundform ableitbar sind.
Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Codierung der Informationen der Grundform auf der Basis der Anzahl und der Koordinaten der Eckpunkte erfolgt.
Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden zwei Ansprüche, wobei die räumlichen Koordinaten über Punkt-zu-Punkt Kommunikation übertragen werden.
Das Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 und 5, wobei die räumlichen Koordinaten über ein Broadcast-Medium übertragen werden.
Das Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die räumlichen Koordinaten über den TMC-Kanal übertragen werden.
Das Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Koordinaten durch die primary und secondary Locations und Abstände zu diesen Locations bestimmt werden.
Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei Störungsänderungsmeldungen dann erfolgen, wenn sich die Grundform der Störung verändert hat.
Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die codierten Informationen die Art der Grundform selber codieren.
Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die codierten Informationen den voraussichtlichen Verlauf der Reisezeit während der Lebensdauer der Störung umfassen.
Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die komplexeren Formen der Störung durch Überlagerung der Grundformen zusammengesetzt werden.
Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Endgerät ein Navigationsgerät ist.
Mobiles Endgerät zur Navigation mit Mitteln, die so eingerichtet sind, dass – codierte Informationen, die Verkehrsstörungen im Weg-Zeit-Diagramm beschreiben, wobei das Weg-Zeit-Diagramm nicht rechteckig ist, empfangbar sind, – eine Rekonstruktion des Weg-Zeit-Diagramms und eine Berechnung einer möglichen Verkehrsstörung auf der Basis des Weg-Zeit-Diagramms erfolgt, um diese dann optisch oder visuell auszugeben oder in die Navigation einfließen zu lassen.
Das mobile Endgerät nach dem vorhergehenden Endgeräteanspruch, wobei die übertragenen Weg-Zeit-Diagramme eines oder mehrere aus der folgenden Menge sind: Dreiecke, Parallelogramme.
Das mobile Endgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Endgeräteansprüche, wobei Mittel vorhanden sind, die auf der Basis des Weg-Zeit-Diagramms den Streckenwiderstand berechnen.
Das mobile Endgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Endgeräteansprüche, wobei Mittel vorhanden sind, die aus den codierten Informationen die Koordinaten der Eckpunkte der Grundform herleiten.
Das mobile Endgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Endgeräteansprüche, wobei Mittel vorhanden sind, die die Grundform auf der Basis der Anzahl und der Koordinaten der Eckpunkte decodieren.
Das mobile Endgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden zwei Ansprüche, wobei die räumlichen Koordinaten über Punkt-zu-Punkt Kommunikation übertragen werden.
Das mobile Endgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 oder 19, wobei die räumlichen Koordinaten über ein Broadcast-Medium übertragen werden.
Das mobile Endgerät nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die räumlichen Koordinaten über den TMC-Kanal übertragen werden.
Das mobile Endgerät nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei Mittel vorhanden sind, die die Koordinaten durch die primary und secondary Locations und Abstände zu diesen Loactions bestimmen.
Das mobile Endgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Endgeräteansprüche, wobei Mittel vorhanden sind, die anhand der codierten Informationen die Art der Grundform unmittelbar bestimmen, ohne dabei die Eckpunkte zu betrachten.
Das mobile Endgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Endgeräteansprüche, wobei Mittel vorhanden sind, die den codierten Informationen den voraussichtlichen Verlauf der Reisezeit während der Lebensdauer der Störung entnehmen.
Das mobile Endgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Endgeräteansprüche, wobei Mittel vorhanden sind, die komplexere Störungsformen durch Überlagerung der Grundformen zusammensetzen.
Vorrichtung zur Übermittlung von Verkehrsstörungsinformationen an Endgeräte mit – Mitteln zur Codierung der Informationen, die die Verkehrstörung im Weg-Zeit-Diagramm beschreiben, wobei das Weg-Zeit-Diagramm nicht rechteckig ist, – Mitteln zur Bereitstellung der codierten Informationen an Endgeräte.
Vorrichtung zur Übermittlung von Verkehrsstörungsinformationen nach dem vorhergehenden Vorrichtungsanspruch, wobei die übertragenen Weg-Zeit-Diagramme eines oder mehrere aus der folgenden Menge sind: Dreiecke, Parallelogramme
Vorrichtung zur Übermittlung von Verkehrsstörungsinformationen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, wobei auf der Basis des Weg-Zeit-Diagramms der Streckenwiderstand berechenbar ist.
Vorrichtung zur Übermittlung von Verkehrsstörungsinformationen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, wobei aus den codierten Informationen die Koordinaten der Eckpunkte der Grundform ableitbar sind.
Vorrichtung zur Übermittlung von Verkehrsstörungsinformationen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, wobei die Informationen die Codierung der Grundform auf der Basis der Anzahl der Eckpunkte und der Koordinaten der Eckpunkte umfassen.
Vorrichtung zur Übermittlung von Verkehrsstörungsinformationen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, wobei Mittel vorhanden sind, die die codierten Koordinaten per Funk übertragen.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden zwei Ansprüche, wobei die räumlichen Koordinaten über Punkt-zu-Punkt Kommunikation übertragen werden.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 31 oder 32, wobei die räumlichen Koordinaten über ein Broadcast-Medium übertragen werden.
Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die räumlichen Koordinaten über den TMC-Kanal übertragen werden.
Vorrichtung zur Übermittlung von Verkehrsstörungsinformationen nach dem vorhergehenden Vorrichtungsanspruch, wobei Mittel vorhanden sind, die die Koordinaten durch die primary und secondary Locations und Abstände zu diesen Locations übertragen.
Vorrichtung zur Übermittlung von Verkehrsstörungsinformationen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, wobei die Mittel so ausgebildet sind, dass Störungsänderungsmeldungen erst dann erfolgen, wenn sich die Grundform der Störung verändert hat.
Vorrichtung zur Übermittlung von Verkehrsstörungsinformationen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, wobei Mittel vorhanden sind, die die Art der Grundform selber codieren.
Vorrichtung zur Übermittlung von Verkehrsstörungsinformationen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, wobei Mittel vorhanden sind, die Informationen über den voraussichtlichen Verlauf der Reisezeit während der Lebensdauer der Störung codieren.
Vorrichtung zur Übermittlung von Verkehrsstörungsinformationen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei Mittel vorhanden sind, die komplexere Formen der Störung durch Überlagerung der Grundformen zusammensetzen.
Datenträger für einen Computer, gekennzeichnet durch die Speicherung einer Software nach den vorhergehenden Verfahrensansprüchen.
Computersystem, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die den Ablauf eines Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüchen erlaubt.